Тема нашої статті - циркуляційні насоси для систем опалення. Ми розберемося в тому, які функції вони виконують; чим різняться побутові та промислові пристрої; чим пояснюється різниця у вартості між дорогими і дешевими моделями.

Зрозуміло, увагу буде приділено і підбору насоса за характеристиками.

Навіщо він потрібен

Які функції виконують насоси для системи опалення?
Зрозуміло, що вони перекачують теплоносій; але адже опалення без насоса теж може працювати?
1. Примусова циркуляція вирівнює температуру теплоносія в різних ділянках контуру, різко прискорюючи циркуляцію.
У гравітаційних системах опалення одна з основних проблем - те, що ближні до котла радіатори завжди набагато гаряче далеких. Причина - саме в повільному русі води по трубах.
2. Насос для системи опалення дозволяє обійтися меншим діаметром розливу. При природній циркуляції проблема гідравлічного опору стоїть дуже гостро; один з методів її вирішення - використання завідомо завищеного діаметру труб.

Однак контур, виконаний трубою з перерізом 32-50 міліметрів, обійдеться досить дорого і зіпсує естетику приміщення.
3. Примусова циркуляція дозволить прокладати розлив без ухилу, необхідного як для прискорення циркуляції, так і для витіснення повітря у відкритий розширювальний бачок опалення.
4. Нарешті, в системах з високим гідравлічним опором (наприклад, з променевою розводкою) опалювальний насос просто необхідний.
Без нього створюється за рахунок нагріву перепад буде недостатнім для циркуляції в принципі.
Важливо: деякі типи котлів не працюють в гравітаційних системах. При покупці обов'язково вивчіть інструкцію на предмет підтримуваних конфігурацій.

Витрати
Чи може насос опалення створювати якісь проблеми?
Чи є у систем з примусовою циркуляцією недоліки?
1. Споживання електрики. Воно невелике, але при цілодобовій роботі помітно. Електронасос потужністю 100 ват буде при цілодобовій роботі споживати 72 кіловат- години на місяць, що за поточними російським тарифами обійдеться приблизно в 250-300 рублів.
2. Енергозалежність системи. Зрозуміло, що це проблема не конкретного пристрою, а проекту в цілому. Однак потрібно врахувати, що якщо покладатися тільки на примусову циркуляцію - обрив проводів або їх крадіжка приготують вам вкрай неприємний сюрприз.

Порада: проблему короткочасних відключень світла здатна вирішити установка ДБЖ для насоса опалення.
Навіть бюджетне пристрій дозволить при споживанні 50-100 ват протриматися пару годин на акумуляторі.

Класифікація
Які технічні характеристики дозволяють класифікувати ці пристрої за групами?
Тип ротора
Пам'ятайте загалом пристрій електромотора? Ротор, забезпечений постійними магнітами, обертається в безперервно змінному електромагнітному полі обмотки статора. Підшипники забезпечують мінімальний коефіцієнт тертя.

А тепер давайте подумки відділимо ротор від статора тонким стаканом з нержавіючої сталі і заповнимо його водою. Так, частково сталь буде екранувати електромагнітне поле; крім того, наведені вихрові струми будуть розігрівати стакан.
Однак ми отримаємо вкрай відмовостійку систему, позбавлену основної проблеми відцентрових насосів - постійних течі сальника між власне мотором і крильчаткою.
Саме так працює так званий насос для опалення з мокрим ротором:

• Крильчатка закріплена безпосередньо на роторі;
• Функцію охолодження виконує теплоносій. Та невелика кількість тепла, яке генерується усередині насоса наведеними струмами, служить обігріву будинку.
• Той же теплоносій виконує заодно і функцію змащення підшипників.
Застосування сучасних матеріалів (включаючи кераміку) робить несправності цього класу пристроїв вкрай рідкісним явищем.

Однак якщо необхідний великий натиск і велика продуктивність - потрібен потужний електромотор, у якого ротор замість постійних магнітів використовує власну обмотку. Харчування на неї подається контактними щітками з графітовими змінними контактами. Помістити всю цю конструкцію в провідну ток рідина вже не вийде.
Типова потужна насосна станція для опалення являє собою звичайнісінький відцентровий насос з окремою равликом і крильчаткою в ній. Вал мотора передає обертовий момент на вал крильчатки; щоб компенсувати вібрації і можливе осьове зміщення, муфта між ними може бути пружною.

Станція монтується на власній станині і вимагає заливки окремого фундаменту.
Порада: найпростіший спосіб буквально на коліні зробити зчленування між мотором і равликом пружним - з'єднати фланці на кінцях валів НЕ болтами, а відрізками армованого гумового ременя.
Власне, саме така схема пристрою і називається насосом з сухим ротором.

Напір
Як правило, він вимірюється в метрах і означає ту висоту водяного стовпа, яку даний насос для опалювальної системи може створити.
Типове розуміння цього параметра менеджерами зводиться до того, що напір повинен бути свідомо більше розкиду по висоті між нижньою і найвищою точками контуру.
Така точка зору проста, зрозуміла, логічна і... абсолютно неправильна.
Долати опір водяного стовпа висотою в будинок доведеться лише в одному випадку: якщо у верхній точці контуру є повітряна пробка, яку насосу належить продавити по вузькій трубі в самий низ опалювальної системи.

Ситуація, прямо скажемо, надумана. Просто тому, що в грамотно спроектованому контурі в його верхній точці обов'язкової встановлюється воздушник - кран Маєвського, вентиль або автоматичний.
Напору, який створюють опалювальні насоси, належить лише подолати гідравлічний опір контура. Більшого від них не потрібно. Більше того, створюваний насосом надлишковий напір шкідливий: в будь-якій точці дроселювання при завищеному перепаді тисків з'явиться шум води.

Продуктивність
Цей параметр, на відміну від попереднього, простий і зрозумілий самому неписьменному продавцю. Це всього лише об'єм води в кубометрах, який пристрій здатний перекачати протягом години.
Що від нього залежить? Рівномірність розподілу температури теплоносія по контуру.
Однак завищена продуктивність шкідлива не менш, ніж напір:

• Збільшиться витрата електроенергії, причому абсолютно невиправдано.
• Знову-таки з'явиться шум. Причому не тільки на дроселях, а й на всій запірній арматурі.
• Підніметься вище необхідної температура обратки, а значить - впаде ефективність роботи котла. Тепловий потік на теплообміннику лінійно залежить від дельти температур між продуктами згоряння і теплоносієм.

Управління швидкісним режимом
А тепер відкриємо невеликий секрет. Промахнутися з продуктивністю і напором не так вже страшно, якщо схема управління насоса підтримує зміну швидкості крильчатки. Власне, абсолютна більшість сучасних пристроїв на це здатне: одношвидкісними залишилися тільки самі бюджетні моделі.
Перемикання швидкостей може бути ступінчастим, з трьома або чотирма фіксованими режимами, і безступінчатим. В останньому випадку ціна пристрою виростає як мінімум удвічі; зате економія електрики щодо насосів із ступінчастим перемиканням швидкостей може досягати досить значних 80 відсотків.

Підбір по характеристиках
Як вибрати насос в систему опалення?
Зрозуміло, що енергоефективність класу « А» і безступінчате регулювання швидкості вітається. Зрозуміло і те, що ремонт насоса опалення Wilo німецького виробництва або данського Grundfos потрібно незмірно рідше, ніж китайського Спрут. А як бути з напором і продуктивністю?

Напір
Розрахунок насоса для опалення по напору залежить, насамперед, від протяжності опалювального контуру. Як вже говорилося, насосу належить подолати гідравлічний опір труб, фітингів і запірної арматури.
Фахівці з фірми Wilo пропонують для розрахунку досить просту формулу:
H = R * L * ZF.

У ній:
• H - напір, який ми розраховуємо, в метрах;
• R - падіння напору на погонному метрі труби, яке прийнято брати рівним 0,01 - 0,015 метра напору на погонний метр контуру (враховується довжина і подачі, і обратки);
• ZF - коефіцієнт поправки на опір фітингів і запірної арматури. Він береться рівним 1,3 для фітингів і сучасної запірної арматури; використання дроселя або терморегулятора в основному контурі збільшує втрати напору ще в 1,7 рази.

Давайте спробуємо як приклад розрахувати напір для двотрубного опалення, прокладеного по контуру будинку розміром 8х10 метрів.
Загальна довжина периметра будинку дорівнює (8 * 2) + (10 * 2) = 36 метрів.
Двотрубному опалення змушує помножити довжину периметра на 2.
Терморегулятор в основний контур ми ставити не станемо.
Разом нам необхідний насос з напором 0,015 х72х1, 3 = 1,4 метра.

Продуктивність

Що з розрахунком продуктивності?

Велика частина джерел пропонує розраховувати насос на опалення з використанням складних формул, зав'язаних на питому теплоємність води. Однак на практиці можна сильно спростити розрахунок:
Q = N / (T1- T2), де:
• Q - шукана величина в кубометрах на годину;
• N - теплова потужність котла в кіловатах;
• Т1 і Т2 - температури подачі і обратки.
Наведемо приклад. Котел потужністю 18 кіловат, у якого на виході 90 градусів, для температури обратки в 65 С потребує насосі з продуктивністю 18 / (90-65) = 0,72 м3/год.

Підключення
Не будемо лізти в нетрі: конфігурації і підключення потужних насосних станцій краще залишимо інженерам. Давайте подивимося, яким може бути опалення з насосом у порівняно невеликому приватному будинку.

Відкрита система
Так-так, у відкритій системі опалення насос невеликої продуктивності прекрасно працює. Чи потрібен він там? Скажімо так: корисний.
Він може бути використаний для прискорення циркуляції в повністю робочої гравітаційної системі опалення. Крім більш рівномірного нагріву радіаторів, бонусом ми отримаємо куди більш швидкий прогрів будинку після розпалювання котла.

Сам пристрій контуру в цьому випадку залишається цілком типовим:
• Після котла розлив різко піднімається верх, формуючи так званий розгінний колектор.
• У його верхній точці монтується відкритий розширювальний бак. Він компенсує зміну об'єму теплоносія при нагріванні; туди ж витісняється все повітря. Крім того, бак може служити для підживлення контуру.

Порада: вентиль для заповнення системи при централізованому водопостачанні, зрозуміло, зручніше поставити внизу.
Однак тоді буде важко контролювати рівень води. Краще зробити відвід водопроводу прямо в бак.
• Далі контур з ухилом в кілька градусів опускається до котла. По дорозі вода віддає тепло врізаною паралельно основному контуру радіаторів.
Як і де ставити насос в цьому випадку?
Перед котлом, на обратке. Більш низька температура води кілька збільшить ресурс приладу.

Схема підключення повинна бути такою, щоб не перешкоджати природної циркуляції:
• Основний контур розривається кульовим вентилем. При працюючому насосі байпас перекривається, щоб насос не ганяв воду по колу.
• Врізки насоса виконуються меншим діаметром до і після вентиля в основному контурі.
• Врізка забезпечується парою відсікаючих вентилів; крім того, перед крильчаткою ставиться грязьовик. У системах з невеликим обсягом його функцію успішно виконує звичайний фільтр грубої чистки.
У штатному режимі опалення працює з примусовою циркуляцією, але варто прірву харчуванню - і при відкритому вентилі на байпасе система починає працювати як звичайна гравітаційна.

Система з радіаторами та теплою підлогою
Як спроектувати своїми руками робочу систему з двома контурами - радіаторами та теплою підлогою?
Зрозуміло, зручніше зробити контури незалежними. Як це реалізувати?

Ось інструкція:
• Після котла монтується Гідрострелка з кількома парами виходів. Вона являє собою, спрощено кажучи, товсту трубу між подачею і обратку. Відбираючи теплоносій з різних пар патрубків, можна отримати різну температуру і перепад.
• Основний насос підтримує циркуляцію при постійній температурі обратки через Гідрострелка. Додатковий забирає воду (або інший теплоносій) з пари ближніх до обратке висновків Гідрострелка і забезпечує циркуляцію всередині теплої підлоги, підтримуючи постійну температуру в ньому. Контур з радіаторами підключається незалежно, до іншої пари висновків.
В результаті радіатори і тепла підлога можуть опалювати будинок як спільно, так і незалежно.

Висновок
Ми дуже поверхово розглянули лише дві схеми підключення з незліченної безлічі можливих. Хочете дізнатися більше про схеми монтажу циркуляційних насосів? Подивіться відео в кінці статті. Можливо, потрібну інформацію ви виявите там.